大型儀器實驗室安全管理體系研究

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摘要：大型儀器實驗室是實驗室安全工作整體部署的重要組成部分，它除了具有實驗室的一般特點外，還具有高開放度、高專業(yè)化以及貴重儀器多、數(shù)據(jù)儲備量大等獨特性，因此，一般實驗室的安全管理經(jīng)驗難以直接套用在大型儀器實驗室安全管理上，需要構(gòu)建一個制度完善、人員有序、隊伍專業(yè)、宣傳到位、環(huán)境安全的大型儀器實驗室安全管理體系，逐步形成群防群治、預(yù)防為首的大型儀器實驗室安全戰(zhàn)略格局，確保全國教育系統(tǒng)安全形勢持續(xù)穩(wěn)定向好。

關(guān)鍵詞：大型儀器實驗室；安全管理體系；安全文化

大型儀器是高校開展科研創(chuàng)造、技術(shù)革新的基本條件，是培養(yǎng)高水平科研人才、創(chuàng)新型人才的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]，在加快“雙一流”建設(shè)、強國興邦的道路上發(fā)揮著重要的作用。改革開放以來，國家對教育資金的投入逐年增加，大型儀器在高校固定資產(chǎn)中所占的比例越來越大[2]，大型儀器實驗室的安全運行是大型儀器發(fā)揮作用、提高科技效益的基本保障。我校先進(jìn)能源材料化學(xué)教育部重點實驗室的大型儀器實驗室擁有透射電鏡、掃描電鏡、原子力顯微鏡、X射線衍射儀等數(shù)十臺大型儀器，總價值超過2000萬元，本文結(jié)合本單位大型儀器實驗室安全管理的實踐經(jīng)驗，從大型儀器實驗室自身的獨特性出發(fā)，研究了針對大型儀器實驗室的安全管理體系。

1大型儀器實驗室的獨特性

教育部針對2018年12月26日北京某大學(xué)的實驗室爆炸事故下發(fā)了《關(guān)于立即開展實驗室安全檢查的緊急通知》，實驗室安全問題在全國教育系統(tǒng)內(nèi)獲得了廣泛的重視。大型儀器實驗室作為一類特殊的實驗室，是實驗室安全工作整體部署的重要組成部分，同時，相較于常規(guī)實驗室，大型儀器實驗室又具有獨特性，安全管理工作有其自身的特點和要求。（1）開放程度高。大型儀器的服務(wù)屬性和社會屬性要求其具有較高的開放程度，造成進(jìn)出儀器室的人員復(fù)雜、流動性大、儀器設(shè)備使用頻繁、晝夜運轉(zhuǎn)，安全管理負(fù)擔(dān)較大。（2）高度專業(yè)化。大型儀器技術(shù)含量高、構(gòu)造精密、危險源復(fù)雜（包括電路、輻射、磁場、泵油、氣體等），儀器本身就存在危險性[3-4]。同時，大型儀器對運行環(huán)境要求較高，室溫、濕度、震動、灰塵等都可能影響大型儀器的壽命、精準(zhǔn)性和安全性。（3）貴重儀器多。大型儀器大多屬于進(jìn)口設(shè)備，價格幾百萬元甚至上千萬元，維修成本高昂，與常規(guī)實驗室相比，大型儀器實驗室的安全事故在物質(zhì)層面上要付出更大的代價。（4）數(shù)據(jù)儲備量大。大型儀器實驗室儲備了大量的數(shù)據(jù)，包括設(shè)備檔案、技術(shù)資料以及客戶的原始數(shù)據(jù)等，除了像常規(guī)實驗室一樣需確保人員及財產(chǎn)安全外，還要防止數(shù)據(jù)被竊，確保信息安全。這些獨特性增加了大型實驗室安全管理的內(nèi)容和難度，普通實驗室的安全管理經(jīng)驗難以直接套用在大型儀器實驗室安全管理問題上，需要思考和探索一種針對大型儀器實驗室安全管理的系統(tǒng)性方法。安全事故的海因里希多米諾骨牌理論（見圖1）闡述了各種安全隱患與事故傷亡損失之間的因果關(guān)系，如果移去事故鏈中的某一塊骨牌，即可破壞連鎖反應(yīng)、終止事故過程。若想避免大型儀器實驗室安全事故發(fā)生，完善安全管理制度是根本，提高人的操作技能和安全意識、加強環(huán)境安全建設(shè)是關(guān)鍵，這就需要構(gòu)建一個制度完善、人員有序、隊伍專業(yè)、宣傳到位、環(huán)境安全的大型儀器實驗室安全管理體系（見圖2），抓鐵有痕、踏石留印地確保大型儀器實驗室安全、有序、高效地運行。

2構(gòu)建大型儀器實驗室安全管理體系

2.1完善大型儀器實驗室安全管理制度。2.1.1培訓(xùn)準(zhǔn)入制度和預(yù)約制度。實驗室培訓(xùn)準(zhǔn)入制度是實驗室安全開放的重要保障[5]，能有效減少人為因素導(dǎo)致的儀器損壞、人身傷害等安全事故。培訓(xùn)準(zhǔn)入制度要求建立標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn)流程，包括實驗室安全常識培訓(xùn)、儀器理論和上機操作圖2大型儀器實驗室的獨特性及其安全管理體系的構(gòu)建培訓(xùn)等，考核通過者才能被授予大型儀器實驗室使用資格和自主上機操作資格。與此同時，用戶需要借助大型儀器網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)提前預(yù)約，同一時段一臺儀器僅對一位用戶開放使用。大型儀器實驗室內(nèi)設(shè)置樣品預(yù)處理區(qū)和測試等待區(qū)，對儀器使用人員進(jìn)行分流管理，避免因人員復(fù)雜、混亂而引發(fā)安全問題，確保人員有序。2.1.2研究生協(xié)管制度。大型儀器實驗技術(shù)人員人數(shù)有限和大型儀器數(shù)量逐年攀升之間的矛盾在許多高校普遍存在，同時大型儀器實驗室高度開放和晝夜使用的特點也增加了實驗技術(shù)人員管理大型儀器的困難。在此背景下，設(shè)置研究生協(xié)管制度，即安排具有準(zhǔn)入資格的研究生協(xié)助管理大型儀器實驗室安全，通過建立值班制度和劃分安全責(zé)任區(qū)，將水、電、氣、油等安全問題權(quán)責(zé)分明地落實到人，具有重要的現(xiàn)實意義。研究生是科研活動的主體力量，是大型儀器的主要使用者[6]，研究生參與大型儀器實驗室安全管理，不但契合研究生的培養(yǎng)方向[7-8]，增強了責(zé)任意識，而且有效降低了非工作時段的安全事故發(fā)生率，協(xié)助實驗技術(shù)人員確保大型儀器的安全運行。2.1.3多層次安全巡查制度。大型儀器實驗室安全工作專業(yè)性強、細(xì)節(jié)繁多，單一層面的安全巡查工作難免存在漏洞和盲區(qū)，設(shè)置院系安全巡查小組、校安全主管部門、公安機關(guān)都深度參與的多層次安全巡查制度，能有效防范安全風(fēng)險失控引發(fā)安全事故。安全管理法則里的“瑞士奶酪模型”（見圖3）指出，一個環(huán)環(huán)相扣的安全系統(tǒng)好比一摞瑞士奶酪，每一片奶酪代表一道防線（防御層次），而奶酪上的孔洞就是潛在的安全漏洞。只有一摞奶酪的孔洞碰巧連成了一條線時，即所有巡查人員碰巧出現(xiàn)同一安全巡查漏洞時，才會釀成安全事故?？梢?，防御層次越多，安全事故的發(fā)生率越低。多層次安全巡查制度能把“看不到、想不到、不知道”的安全問題納入視線，實現(xiàn)橫向到邊、縱向到底、齊抓共管[9]的大型儀器實驗室安全督查體系。與此同時，院系安全巡查小組也由包括安全主管、專職教師、實驗技術(shù)人員和研究生在內(nèi)的多層次人員組成：安全主管貫徹落實安全政策，對重點問題進(jìn)行排查整治；專職教師和實驗技術(shù)人員側(cè)重于從實驗和儀器管理的層面查找安全漏洞；研究生日常使用儀器的經(jīng)驗豐富，能從最貼近操作和實踐的角度洞察安全隱患。多層次人員巡查小組提高了對危險的辨識能力，符合“把風(fēng)險防控挺在隱患前邊、把隱患排查治理挺在事故前面”和“全員、全程、全面”的安全防范要求。2.1.4儀器標(biāo)準(zhǔn)化管理制度。標(biāo)準(zhǔn)化管理制度對延長儀器的使用壽命和精準(zhǔn)性、提高儀器運行的穩(wěn)定性大有裨益。儀器標(biāo)準(zhǔn)化管理主要分為測試過程標(biāo)準(zhǔn)化和檔案管理標(biāo)準(zhǔn)化[10]。測試過程標(biāo)準(zhǔn)化主要內(nèi)容有：儀器操作人員須身著實驗服，與實驗無關(guān)物品嚴(yán)禁帶入實驗室，實驗室物品亦不得帶出，如有特殊需要，需填寫《物品使用借還記錄》；測試進(jìn)行時，不能隨便離開崗位，以免因儀器突發(fā)異常狀況導(dǎo)致儀器損壞甚至引發(fā)火災(zāi)等安全事故；儀器的預(yù)約和使用均需要遵守《大型儀器預(yù)約規(guī)則和注意事項》，儀器的收費要按照《大型儀器收費標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行；操控設(shè)備和儲存數(shù)據(jù)的計算機需加密，只允許授權(quán)的儀器操作人員使用，操控設(shè)備的計算機不連接外網(wǎng)，統(tǒng)一使用光盤拷貝數(shù)據(jù)，防止病毒攻擊，確保原始數(shù)據(jù)的信息安全[11]；每臺儀器桌面上必須擺放《儀器標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程》，墻上懸掛《大型儀器實驗室安全守則》，踐行“重要規(guī)章制度上臺或上墻”的實驗室基本要求。檔案管理標(biāo)準(zhǔn)化是指儀器技術(shù)資料和測試運行資料的標(biāo)準(zhǔn)化管理，一方面，儀器從申購、招標(biāo)到安裝驗收的一系列資料需要建檔留存，建立《大型儀器設(shè)備臺賬》；另一方面，在日常儀器管理過程中要詳盡記錄大型儀器使用、維護(hù)、維修等細(xì)節(jié)，做好“測試運行記錄本”“日常保養(yǎng)、維護(hù)記錄本”“儀器故障維修記錄本”等測試運行資料的細(xì)節(jié)化管理，遇到任何問題都能做到有章可循，有據(jù)可依，在保證大型儀器擁有較高的使用率和開放程度的前提下，也能確保大型儀器實驗室的安全和秩序。2.2加強專業(yè)技術(shù)人員隊伍建設(shè)。專業(yè)技術(shù)人員是儀器的主要負(fù)責(zé)人，肩負(fù)著儀器運行、維護(hù)、培訓(xùn)和安全管理的主要責(zé)任，優(yōu)秀的專業(yè)技術(shù)隊伍是大型儀器實驗室安全工作的基本保障。面對高度專業(yè)化的大型儀器實驗室，專業(yè)技術(shù)人員不但要熟悉儀器的基本原理、功能、構(gòu)造和操作規(guī)范，扎實地掌握安全理論知識和專業(yè)知識[12]，還需要勤于觀察，增強對危險的辨識能力以及一定的儀器自修能力[13]，對小型異常情況能快速維修和調(diào)試，規(guī)避等待工程師上門維修存在的耗時長、維修費用貴等弊端。同時，專業(yè)技術(shù)人員需了解各類大型儀器在科學(xué)研究中的作用，以及不同測試技術(shù)在表征功能上的互通性和差異性，在測試服務(wù)過程中給用戶提供測試方面專業(yè)的建議和幫助，最大限度地實現(xiàn)儀器的功能開發(fā)和安全使用。2.3加強大型儀器實驗室安全文化宣傳。大型儀器實驗室作為高校開展社會服務(wù)的窗口，其安全事故易引發(fā)社會輿論，負(fù)面影響大，因此，加強大型儀器實驗室安全文化宣傳，通過觀念、意識、習(xí)慣等無形的力量產(chǎn)生有形的影響，由被動管理上升為主動遵守[14]，不但能確保大型儀器實驗室的安全運行，還有助于維護(hù)校園穩(wěn)定和社會和諧。開展安全文化宣傳的主要方式有：在大型儀器實驗室門口張貼相關(guān)危險警示標(biāo)志，每間儀器室門口張貼“您已進(jìn)入實驗區(qū)域”的地貼，以調(diào)動實驗人員的安全意識；利用微信工作群等媒介分享安全工作相關(guān)的“慕課”視頻和案例教學(xué)，儀器室門口擺放安全事故展板，強化安全紅線意識，克服麻痹思想和僥幸心理；定期開展消防應(yīng)急疏散演習(xí)，提高火災(zāi)警惕意識和應(yīng)急處置能力[15]；定期開展安全教育周，大力倡導(dǎo)“安全無小事”“安全關(guān)系你我他”等理念，讓大型儀器室安全文化深入人心，形成人人心系安全、人人參與管理的安全氛圍。2.4加強大型儀器實驗室安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。安全基礎(chǔ)設(shè)施是確保大型儀器實驗室環(huán)境安全的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，然而，建設(shè)資金有限是很多大型儀器實驗室面臨的現(xiàn)實問題，如何將有限的資源合理運用到大型儀器實驗室安全環(huán)境建設(shè)中，要結(jié)合大型儀器實驗室的特點來實現(xiàn)合理配置。2.4.1消防設(shè)施建設(shè)。大型儀器實驗室與常規(guī)實驗室相比，在消防器材配置方面有自己的要求。由于大型儀器實驗室的重要資料和精密儀器較多，利用窒息作用滅火的消防裝置（二氧化碳滅火器、滅火毯等）破壞性較小，更能滿足大型儀器實驗室的實際情況；大部分大型儀器需要油泵和循環(huán)水提供良好的真空系統(tǒng)，為防止液體泄漏甚至燃燒，需在油泵和循環(huán)水裝置旁配備吸油棉條；儀器室需配置煙感報警器和緊急噴淋裝置，標(biāo)注安全通道和安全出口位置，為突發(fā)安全事故做好應(yīng)急措施。2.4.2儀器維護(hù)設(shè)施建設(shè)。大型儀器的運行需要多方面的維護(hù)和保養(yǎng)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還要考慮到大型儀器的工作特點和危險源情況，例如：（1）大型儀器實驗室由于儀器多、負(fù)載重，易存在電容不足、電路老化等安全隱患。供電系統(tǒng)應(yīng)作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點，在電路擴(kuò)容、線路換新等方面加強落實，確保用電安全。為了避免突發(fā)斷電對儀器造成的損壞，需要為儀器加裝UPS電源。（2）大型儀器實驗室對整潔度、溫度、濕度和通風(fēng)有較高的要求，需要采取一定的防塵措施，如設(shè)置獨立儀器隔間、少開窗、進(jìn)出更換鞋套等，并配置具有新風(fēng)系統(tǒng)的空調(diào)來實現(xiàn)封閉空間內(nèi)的控溫、控濕和通風(fēng)換氣，定期對儀器做潤滑、防銹保養(yǎng)。（3）大型儀器實驗室設(shè)備貴重、保密資料多，易發(fā)生財產(chǎn)盜竊和知識盜竊等安全事故，應(yīng)配置良好的安防設(shè)施，如門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)[16]。（4）大型儀器危險源復(fù)雜，操作人員面臨高電壓、高磁場、高輻射等潛在的人身傷害，需要對儀器加裝屏蔽設(shè)施，并張貼醒目的安全標(biāo)志和警語，相關(guān)人員需佩戴輻射計量檢測儀。（5）多數(shù)大型儀器的運行需要氣體保護(hù)，用氣安全是大型儀器實驗室常見的安全問題，建議將氣體鋼瓶用鋼瓶柜固定在室外，氣體通過氣路進(jìn)入室內(nèi)為儀器供氣，定期檢查氣路和閥門的氣密性。

3結(jié)語

大型儀器實驗室安全管理是一項不斷跟進(jìn)的動態(tài)管理過程，包括新儀器的購入產(chǎn)生的新的管理問題、協(xié)管研究生的畢業(yè)致使協(xié)管成員的變動、科研課題的更換產(chǎn)生的測試過程的不確定性等，因此，安全管理工作不可能是一蹴而就的事，需要在安全體系上不斷完善和創(chuàng)新，在安全文化上不斷宣傳和強化，逐步形成群防群治、預(yù)防為首的大型儀器實驗室安全戰(zhàn)略格局，積極穩(wěn)妥地為高校和科研院所的科研創(chuàng)新提供技術(shù)支持，確保全國教育系統(tǒng)安全形勢持續(xù)穩(wěn)定向好。

作者:于川茗 田晶 李海霞 單位:南開大學(xué)